20  Ekstrakcja pigmentów z osadów jeziornych

Autor

Andrea Sanchini, Giulia Wienhues, Paul Zander, Maurycy Żarczyński

20.1 Materiały eksploatacyjne i urządzenia

20.1.1 Odczynniki chemiczne

  • Aceton 100% (klasa czystości HPLC): rozpuszczalnik.

  • Aceton techniczny: czyszczenie naczyń i urządzeń.

  • Woda redestylowana (MilliQ).

  • Azot techniczny.

  • Neodisher Laboclean.

    Neodisher LaboClean FLA: płynny, wysoko-alkaliczny środek o wysokim działaniu dyspergującym.

20.1.2 Urządzenia

  • Wyciąg laboratoryjny.
Aceton

Stężony aceton (C3H6O) to rozpuszczalnik organiczny, który wymaga pracy pod włączonym wyciągiem laboratoryjnym. Aceton jest wysoce łatwopalny. Aceton ma silne działanie drażniące.

  • Myjka ultradźwiękowa.

  • Wirówka laboratoryjna.

  • Wytrząsarka typu Vortex.

  • Piec laboratoryjny do wypiekania szkła laboratoryjnego.

  • Suszarka laboratoryjna.

  • Liofilizator.

  • Szklane cylindry wolumetryczne:

    • 500 mL.
    • 1000 mL.
  • Szklane zlewki do pipetowania acetonu.

  • Pipeta do acetonu 1000 µL i końcówki (odpowiednie do acetonu).

  • Blok grzewczy.

  • Ewaporator (parownik azotowy) N2.

    • Igły do ewaporatora N2.
    • Metalowy statyw na próbki w brązowych fiolkach.

    Np. urządzenie Turbovap.

  • Statywy na próbki.

  • Waga analityczna i urządzenie antystatyczne, mikrołyżeczka.

  • Łaźnia lodowa.

    Taca wypełniona wkładami chłodzącymi.

20.1.3 Pozostałe

  • Falkony polipropylenowe (PP) 25 mL lub 50 mL Corning™.

    Zwykły plastik reaguje ze stężonym acetonem.
    Jednorazowe.

  • Fiolki z brązowego szkła z zakrętkami 25 mL lub 50 mL.

    Etykiety przyklejone taśmą.

  • Folia aluminiowa.

  • Długie, szklane pipety Pasteura.

    Jednorazowe.

  • Smoczek silikonowy do pipet.

20.2 Czyszczenie

Szkło laboratoryjne musi zostać wypieczone w piecu (500 °C, 12 h) lub wyczyszczone acetonem (5 razy).

20.2.1 Fiolki brązowe

  • Namaczać przez kilka godzin w wodzie z dodatkiem Neodisher Laboclean.

  • Umyć w zmywarce laboratoryjnej.

    Program do mycia szkła i Neodisher Laboclean.

  • Wysuszyć w suszarce.

  • Zabezpieczyć folią aluminiową

    Uprzednio wyczyszczona acetonem lub wypalona.

  • Wypiec w piecu w temperaturze 500 °C.

    Minimum 12 h.

20.2.2 Zakrętki do fiolek brązowych

  • Przemyć wodą z kranu.

  • Umieścić w zlewce wypełnionej mieszanką acetonu technicznego i wody redestylowanej (MilliQ) w stosunku 1:1.

    • Umieścić zlewkę w myjce ultradźwiękowej na 10 minut.
  • Umieścić w zlewce wypełnionej acetonem technicznym.

    • Umieścić zlewkę w myjce ultradźwiękowej na 10 minut.
  • Wysuszyć w suszarce.

    Odczynniki wykorzystane do mycia można wykorzystać ponownie, po zabezpieczeniu w szklanych butelkach.

20.2.3 Igły do ewaporatora

  • Umieścić igły w zlewce wypełnionej acetonem technicznym.
  • Umieścić w myjce ultradźwiękowej na 3 × 10 minut.

20.2.4 Utylizacja

  • Aceton zgodnie z wymogami.
  • Falkony i szklane pipety Pasteura muszą zostać dokładnie umyte i wyrzucone do recyclingu.

20.3 Przygotowanie osadów

  • Próbki wysuszyć w liofilizatorze.

    Wysoka temperatura przy suszeniu w suszarce prowadzi do degradacji pigmentów.
    Jeśli ekstrakcja wykonana zostanie w ciągu tygodnia, próbki można przechowywać w eksykatorze. Dłuższej przechowywanie wymaga zamrożenia próbek i ich ponownego dosuszenia.

  • Na osobnej części osadów dokonać analizy metodą strat na prażeniu 550 °C.

    Laboratorium PRL: obliczenie koncentracji materii organicznej na podstawie wyników CNS.

  • Naważyć 0.5 g zhomogenizowanego osadu do falkonów polipropylenowych (PP) 25 ml.

    Czyścić narzędzia acetonem technicznym, korzystać z urządzenia antystatycznego.
    W szczególnych przypadkach masa osadu może wynosić poniżej 0.50 g, nie mniej niż 0.25 g.
    Przy wysokiej zawartości OM 0.25 g do 0.50 g, w przypadku osadów klastycznych 1.00 g.

  • Oznaczyć falkon oraz nakrętkę symbolem próbki.

20.4 Ekstrakcja pigmentów

  • Przygotować stanowisko pracy, przykryć powierzchnie pod wyciągiem laboratoryjnym folią aluminiową, która uprzednio została wyczyszczona acetonem.

  • W miarę możliwości wyłączyć zbędne oświetlenie.

  • Przykrywać próbki folią aluminiową.

  • Wypełnić zlewkę szklaną acetonem 100%.

    Nie pipetować bezpośrednio z butelki.

  • Nabrać acetonu do pipety w celu wypłukania.

    Zużyty aceton pipetować do osobnej zlewki.

  • Dodać 5 mL acetonu do falkona.

    Zwrócić uwagę na poprawne pipetowanie, w pipecie nie powinno być pęcherzyków powietrza.

  • Wymieszać na Vortexie przez 1 minutę.

  • Umieścić w myjce ultradźwiękowej na 1 minutę.

  • Odwirować.

    • 10 minut.
    • 5000 rpm.

    Ten krok należy dostosować do możliwości wirówki. Niższe obroty wymagają dłuższego wirowania.

  • Sprawdzić czy supernatant jest czysty po odwirowaniu.

    Jeśli w rozpuszczalniku widoczna jest zawiesina należy powtórzyć wirowanie. Ciecz może być zabarwiona.

  • Usunąć supernatant z użyciem długiej szklanej pipety Pasteura i przenieść do brązowej fiolki.

    Fiolka musi mieć odpowiednią etykietę.
    Upewnić się, że cały supernatant został przeniesiony z falkona.

  • Powtórzyć ekstrakcję dwukrotnie z użyciem 5 mL acetonu.

  • Odpowiednio oznaczone szklane pipety Pasteura pomiędzy cyklami przechowywać w szklanej zlewce.

    Każdej brązowej fiolce i falkonowi odpowiada jedna szklana pipeta Pasteura.

  • Brązowe fiolki pomiędzy etapami ekstrakcji zakryć przed światłem i przechowywać w łaźni lodowej.

    Jeśli supernatant po trzecim cyklu ekstrakcji nadal jest wyraźnie zabarwiony należy kontynuować ekstrakcję do osiągnięcia czystego ekstraktu.
    Istotne aby wszystkie próbki w danej serii przeszły taki sam proces ekstrakcji.
    Tak przygotowane ekstrakty można przechowywać w temperaturze -20 °C do okoła 1 miesiąca. Wypełnienie probówki N2 lub Ar i usunięcie O2 pozytywnie wpływa na zachowanie pigmentów.

20.5 Koncentracja i rekonstytucja roztworów

20.5.1 Odparowanie

  • Ustawić blok grzewczy i ewaporator azotowy.
  • Z użyciem ewaporatora azotowego odparować próbki do suchej pozostałości.

Przed użyciem ewaporatora należy upewnić się, że igły zostały wyczyszczone (Sekcja 20.2.3).

  • Umieścić próbki w brązowych fiolkach w bloku grzewczym pod ewaporatorem azotowym, ustawić temperaturę 35 °C.
  • Otworzyć przepływ azotu.

Ciśnienie ustawić tak, aby zaobserwować niewielkie ugięcie powierzchni roztworu.

  • Odparowywać do uzyskania suchej pozostałości (około 4 do 6 godzin).

20.5.2 Rekonstytucja

  • Dodać 2 mL acetonu do brązowej fiolki z wykorzystaniem pipety 1000 µL.

Postępować bardzo precyzyjnie, upewnić się, że w pipecie nie ma pęcherzyków powietrza.

  • Zhomogenizować roztwór szklaną pipetą Pasteura.
  • Spłukać ścianki i w miarę możliwości odwirować na vortexie.

Całość pigmentów musi się ponownie rozpuścić w acetonie. Może pojawić się i pozostać biały nalot.

20.5.3 Filtrowanie

20.6 Rejestr zmian

  • 09.12.2022 MZ: wersja inicjalna Quarto, procedura za: Andrea Sanchini, Giulia Wienhues, Paul Zander (Uniwersytet w Bernie).
  • 09.02.2023 MZ: pełna wersja.
  • 29.05.2023 MZ: Quarto book chapter.